微藻生物質(zhì)暗發(fā)酵和光發(fā)酵耦合產(chǎn)氫氣以及聯(lián)產(chǎn)甲烷的機理研究
微藻生物質(zhì)暗發(fā)酵和光發(fā)酵耦合產(chǎn)氫氣以及聯(lián)產(chǎn)甲烷的機理研究【摘要】:化石燃料的過度利用導致了日趨嚴重的能源危機和環(huán)境污染。氫氣的能量密度高、燃燒產(chǎn)物清潔,是一’種理想的二次能源載體。
【學位授予單位】:浙江大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TQ116.2
【目錄】:
- 致謝5-7
- 前言7-8
- 摘要8-10
- Abstract10-18
- 1 緒論18-34
- 1.1 能源18-20
- 1.1.1 能源與環(huán)境18-19
- 1.1.2 氫能的特點19-20
- 1.2 氫能的制取技術(shù)20-21
- 1.3 微生物制氫21-31
- 1.3.1 暗發(fā)酵21-24
- 1.3.2 光發(fā)酵24-25
- 1.3.3 光解水25-26
- 1.3.4 不同制氫方法的比較26-27
- 1.3.5 發(fā)酵制氫工藝的進展27-30
- 1.3.6 發(fā)酵制氫的原料30-31
- 1.4 微藻生物質(zhì)發(fā)酵制氫的技術(shù)難點31
- 1.5 本文研究目的和內(nèi)容31-34
- 1.5.1 本文的研究目的31-32
- 1.5.2 本文的研究內(nèi)容32-34
- 2 實驗儀器與方法34-56
- 2.1 菌種的分離和培養(yǎng)34-37
- 2.1.1 微生物培養(yǎng)基的配制34-35
- 2.1.2 微生物培養(yǎng)基的成分35-36
- 2.1.3 微生物的分離和培養(yǎng)36-37
- 2.2 發(fā)酵系統(tǒng)及實驗設備37-41
- 2.2.1 發(fā)酵系統(tǒng)37-38
- 2.2.2 實驗設備38-41
- 2.3 分析測試41-54
- 2.3.1 水分、TVS以及灰分的測試方法41-42
- 2.3.2 蒽酮硫酸法測試總糖水化合物和還原糖42-43
- 2.3.3 DNS法測試還原糖43-45
- 2.3.4 Lowry法測試蛋白質(zhì)45-46
- 2.3.5 生物質(zhì)其他成分的測試方法46-47
- 2.3.6 氣相成分的測試方法47-49
- 2.3.7 液相成分的測試方法49-54
- 2.4 數(shù)據(jù)的分析與計算54-56
- 3 谷氨酸暗發(fā)酵和光發(fā)酵耦合產(chǎn)氫氣聯(lián)產(chǎn)甲烷的機理研究56-65
- 3.1 引言56-57
- 3.2 實驗方案57-59
- 3.2.1 菌種57
- 3.2.2 沸石57-58
- 3.2.3 發(fā)酵58-59
- 3.2.4 沸石吸附銨離子的再利用59
- 3.3 谷氨酸暗發(fā)酵產(chǎn)酸及沸石除銨處理59-61
- 3.4 經(jīng)過沸石處理的谷氨酸暗發(fā)酵尾液光發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性61-62
- 3.5 谷氨酸光發(fā)酵尾液聯(lián)產(chǎn)甲烷的特性62-63
- 3.6 谷氨酸發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的能量轉(zhuǎn)化效率63-64
- 3.7 本章小結(jié)64-65
- 4 海藻糖暗發(fā)酵和光發(fā)酵耦合產(chǎn)氫氣聯(lián)產(chǎn)甲烷的機理研究65-78
- 4.1 引言65-66
- 4.2 實驗方案66-67
- 4.2.1 菌種66
- 4.2.2 預處理和發(fā)酵66-67
- 4.3 海藻糖的預處理和水解67-71
- 4.3.1 微波加熱輔助稀酸預處理67-70
- 4.3.2 酶水解70-71
- 4.4 海藻糖的暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性71-73
- 4.5 海藻糖暗發(fā)酵尾液光發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性73-74
- 4.6 海藻糖光發(fā)酵尾液聯(lián)產(chǎn)甲烷的特性74-75
- 4.7 海藻糖發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的能量轉(zhuǎn)化效率75-77
- 4.8 本章小結(jié)77-78
- 5 節(jié)旋藻暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣模式的比較78-91
- 5.1 引言78-79
- 5.2 實驗方法79-80
- 5.2.1 微藻和菌種79
- 5.2.2 預處理和發(fā)酵79-80
- 5.3 節(jié)旋藻的生物質(zhì)成分和理論分析80-81
- 5.4 節(jié)旋藻異相暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性81-85
- 5.4.1 不同預處理方法對節(jié)旋藻異相暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的影響81-82
- 5.4.2 節(jié)旋藻馴化后的產(chǎn)氫細菌對異相暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的影響82-83
- 5.4.3 節(jié)旋藻濃度對異相暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的影響83-84
- 5.4.4 異相暗發(fā)酵尾液中的液相可溶代謝產(chǎn)物84-85
- 5.5 節(jié)旋藻自相暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性85-87
- 5.6 節(jié)旋藻異相暗發(fā)酵和自相暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的比較87-89
- 5.7 本章小結(jié)89-91
- 6 節(jié)旋藻暗發(fā)酵和光發(fā)酵耦合產(chǎn)氫氣的特性91-99
- 6.1 引言91
- 6.2 實驗方法91-92
- 6.2.1 微藻和菌種91
- 6.2.2 預處理和發(fā)酵91-92
- 6.3 微波加熱輔助稀酸預處理對節(jié)旋藻還原糖產(chǎn)率的影響92-93
- 6.4 節(jié)旋藻暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性93-94
- 6.5 節(jié)旋藻暗發(fā)酵尾液的沸石處理以及光發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性94-96
- 6.6 文獻比較和理論計算96-98
- 6.7 本章小結(jié)98-99
- 7 微擬球藻發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的特性99-120
- 7.1 引言99-100
- 7.2 實驗方法100-102
- 7.2.1 微藻和菌種100
- 7.2.2 預處理和發(fā)酵100-102
- 7.3 微波加熱輔助稀酸預處理對微擬球藻還原糖產(chǎn)率的影響102-106
- 7.4 微擬球藻暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性106-111
- 7.5 微擬球藻暗發(fā)酵尾液光發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性111-112
- 7.6 微擬球藻聯(lián)產(chǎn)甲烷的特性112-116
- 7.7 微擬球藻發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的能量轉(zhuǎn)化效率116-118
- 7.8 本章小結(jié)118-120
- 8 小球藻發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的特性120-133
- 8.1 引言120-121
- 8.2 實驗方法121-122
- 8.2.1 微藻和菌種121
- 8.2.2 預處理和發(fā)酵121-122
- 8.3 小球藻的預處理和暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性122-126
- 8.3.1 小球藻的成分和預處理122-123
- 8.3.2 小球藻的暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性123-126
- 8.4 小球藻暗發(fā)酵尾液光發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性126-128
- 8.5 小球藻聯(lián)產(chǎn)甲烷的特性128-130
- 8.6 小球藻發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的能量轉(zhuǎn)化效率130-132
- 8.7 本章小結(jié)132-133
- 9 小球藻半連續(xù)流發(fā)酵中細菌菌群變化對代謝產(chǎn)物的影響133-145
- 9.1 引言133
- 9.2 實驗方法133-134
- 9.2.1 微藻和菌種133
- 9.2.2 半連續(xù)流發(fā)酵實驗133-134
- 9.2.3 細菌菌群的16S rRNA測試134
- 9.3 半連續(xù)流發(fā)酵中細菌菌群的分析和比較134-139
- 9.4 半連續(xù)流發(fā)酵中細菌菌群變化對產(chǎn)氫氣的影響139-140
- 9.5 半連續(xù)流發(fā)酵液中細菌菌群變化對可溶液相代謝產(chǎn)物的影響140-144
- 9.6 本章小結(jié)144-145
- 10 小球藻和木薯淀粉混合發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的特性145-159
- 10.1 引言145
- 10.2 實驗方法145-147
- 10.2.1 生物質(zhì)原料和菌種145-146
- 10.2.2 預處理和發(fā)酵146-147
- 10.3 預處理對混合生物質(zhì)暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的影響147-150
- 10.4 碳氮摩爾比對混合生物質(zhì)暗發(fā)酵產(chǎn)氫氣的影響150-153
- 10.5 混合生物質(zhì)暗發(fā)酵尾液光發(fā)酵產(chǎn)氫氣的特性153
- 10.6 混合生物質(zhì)聯(lián)產(chǎn)甲烷的特性153-156
- 10.7 混合生物質(zhì)發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的能量轉(zhuǎn)化效率156-158
- 10.8 本章小結(jié)158-159
- 11 全文總結(jié)159-164
- 11.1 主要研究成果159-161
- 11.2 主要創(chuàng)新點161-162
- 11.3 研究展望162-164
- 參考文獻164-183
- 作者簡歷183-186
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